型号查询
轴承型号   类型
全部类型
内径   外径   厚度  

型号查询 X

火狐体育官方网站下载

火狐体育官方网站app

火狐体育官方网站app

高速角接触球轴承动态刚度的分析与计算

2022-06-22 作者:火狐体育官网   来源:火狐体育官方网站app

  电主轴是广泛用于精密车削 、 、 磨削 铣削等机 床和高速高精度旋转机械上的重要组件 , 其转速 通常为每分钟几万转甚至十几万转 。在高速工作 状态下 ,电主轴转子系统不仅要承受轴向和径向 载荷作用 ,而且还会产生很大的离心力[1 ] ,并引起 主轴系统的振动 。特别是在转速接近轴系的临界 转速时 ,主轴系统将会产生强烈的振动 。主轴系 统的振动特性与主轴轴承的支承刚度有着极为密 切的关系 [2 ] ,因此 , 在电主轴的设计中 , 主轴轴承 动态刚度的计算就显得尤为重要 。 滚动轴承转动时 , 轴承的动刚度与接触载荷 之间的关系是非线性的 , 通常对刚度特性的计算 是把轴承简化成等效线性弹簧 , 忽略刚度随载荷 的非线 ] 。 但是角接触球轴承在定压

  摘要 : 在 Hertz 接触理论的基本上 ,结合 Newton - Raphone 法 ,针对定位 、 定压两种不同的预紧方式 ,分析计算了 轴向力和径向力联合载荷作用下高速角接触球轴承的动态刚度 ,结果表明 : 定位预紧下轴向刚度和径向刚度 随转速增加而增大 ; 定压预紧下轴向刚度随转速增加而减小 ,径向刚度随转速增加而增大 。 关键词 : 角接触球轴承 ; 高速轴承 ; 接触刚度 ; 预加载荷 ; 转速 中图分类号 : TH133. 33 ;O242123 文献标识码 :B 文章编号 :1000 - 3762 ( 2005) 09 - 0001 - 03

  和定位两种不同的预紧方式下 , 由于转子高速转 动时离心力和陀螺力矩对钢球的接触载荷变化作 用不尽相同 ,因此使轴承动刚度的计算结果产生 了很大的区别 , 从而引起了较大的主轴临界转速 计算误差 。 本文分别根据定位 、 定压两种不同的预紧方 式 ,对在轴向力和径向力联合载荷作用下的角接 触球轴承动刚度进行了较精确的计算分析 。

  由于轴承高速运转时离心力和陀螺力矩的作 用 ,内外圈接触角发生了变化 , 不再相等 。根据 Hertz 接触理论 ,无论是点接触 , 还是线接触 , 随着 载荷的增加 ,接触面积增大 ,且接触部位的弹性变 形逐渐达到顶点 。因此 , 滚动轴承的刚性具有非 线 ] 。钢球与沟道的弹性接触变形如图

  式中 :φ 为球的位置角 ; Z 为球的个数 ;α 、 ej 分 ij α 别为第 j 球与内外圈的接触角 。

  已知轴承外加载荷 、 轴向变形 δ 和径向变形 a δ , 联立求解每个球的力平衡方程和位置相容方 r

  Hertz 接触变形与接触载荷的计算公式为 9 ρρ 1 2 2ε πk E′

  程组成的非线性方程组以及整个轴承与外加载荷 的力平衡非线性方程组 。在得到主要的未知量 δ 和δ 后必须重复计算 , 直到 δ 和δ 不变时为 a r a r 止 。非线性方程组最有效的解法是 Newton - Ra2 phone 法 , 具体计算流程见图 3 。

  面内的曲率总和 。 若已知球与内外圈沟道的接触角和接触载 荷 , 利用 ( 2) 式可以求得每个球与内外圈沟道的法 向接触刚度 Kij 、 ej ( 下标 i 、 、分别代表内 、 K e j 外圈 和第 j 个球) 。 由图 2 可知 , 球与内外圈沟道接触刚度的径 向分量和轴向分量为

  由弹簧的串 、 并联原理可得第 j 球与内外圈 沟道接触处的径向刚度 Krj和轴向刚度 Kaj 分别为

  两个型号相同的角接触球轴承成对安装 , 分 为定位预紧 ( 图 4) 和定压预紧 ( 图 5) 。 轴承参数如表 1 所示 , 预载荷为 300 N 。 定位预紧下 , 由于轴向位移受到限制 , 在高速 旋转时离心力和陀螺力矩使轴承内外圈的接触载

  图7 转速对轴向刚度的影响 图5 定压预紧 表1 VEX65 轴承参数和球材料参数

  轴承外径 D/ mm 内圈沟道曲率系数 f i 外圈沟道曲率系数 f e 等效弹性模量

  是三联型 , 如图 8 所示 , 从图中可以看出 , 三联组 配比成对双联轴承的刚度高 , 但其速度性能低 。 因此可根据实际应用的需求 , 比如转速 、 轴承刚度

  荷增大 [ 5 ] , 预载荷也随转速的增加而增大 ; 而定压 预紧 , 由于其预载荷值随转速的升高保持不变 , 导 致外圈接触角减小 , 接触刚度增大 , 而内圈则相 反 。因此定位预紧下的轴向刚度和径向刚度比定 压预紧的值大 , 且轴向刚度和径向刚度都随速度 的增加而增大 ; 定压预紧下轴向刚度随转速的增 加而减小 , 径向刚度随转速的增加而增大 。图 6 、 图 7 分别给出了不同预紧方式和速度对轴承径向 刚度 、 轴向刚度的影响 。 在有高刚度要求的应用中或有重载荷之处 , 可以用多联组配代替成对双联 。 其中典型的组配

  触刚度增大 , 内圈接触刚度减小缓慢 , 结果使轴承 轴向刚度随转速的增加而减小 , 径向刚度有所增 加 , 但不大 ; 对于定位预紧 , 轴向刚度和径向刚度 随转速的增加而增大 。


电话:020-81178081

传真:020-81178082

地址:火狐体育官方网站下载app